JP2005319514A

JP2005319514A - 溶接装置

Info

Publication number: JP2005319514A
Application number: JP2004185571A
Authority: JP
Inventors: Seon Gyu Jeon; 善圭田
Original assignee: Kia Motors Corp
Current assignee: Kia Corp
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2005-11-17
Also published as: CN1296171C; KR100551796B1; US7012213B2; KR20050009048A; US20050011865A1; CN1575903A

Abstract

【課題】ワイヤーの案内を円滑にすると共に、ワイヤーの切断を感知し、ワイヤーの摩耗程度による交換時期を感知することのできるリールワイヤー方式の溶接装置を提供する。
【解決手段】本溶接装置は、自動車の点溶接に用いられるリールワイヤー方式の溶接装置であって、被対象物と接する作用領域で、ワイヤーを支持して案内する溶接装置の先端部に回転可能に設置される第１案内部、ワイヤーの上部及び／または下部を支持して案内する第１案内部の後方に設置される第２案内部を含む。また、ワイヤーの切断状態を感知するために設置される少なくとも二つの光センサーと、弾性スプリング及び可変抵抗素子を含み、弾性スプリングの位置の変動による可変抵抗素子の抵抗値の変化によって、ワイヤーの摩耗程度を感知する位置感知センサーとを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車の点溶接（スポット溶接）に用いられるリールワイヤー方式の溶接装置に係り、より具体的には、ワイヤーの案内を円滑にして、ワイヤーの摩耗程度及び交換時期を自動的に感知するために改善された、リールワイヤー方式の溶接装置に関する。

本願の発明者は、自動車の点溶接に用いられるリールワイヤー方式の溶接装置を提案した。この溶接装置は、溶接機のシャンク部に電極がチップで挿入されて固定される従来の技術を改良したものである。（特許文献１参照）

図１に示すように、その具体的な構造は、点溶接すべき２枚の金属板の上下に、それぞれ作用部１００、ワイヤー２００、第１リール２１０及び第２リール２２０を設けたものである。作用部１００は、本体１１０及び支持部材１１１からなる。前記ワイヤー２００は、点溶接に主に用いられるＣｒ−Ｃｕ系合金からなる。そして、第１リール２１０は、ワイヤー２００をリールからほどいて作用部側に案内し、第２リール２２０は、ワイヤー２００を作用部から引っ張って巻き戻す。このような構造の溶接装置を利用した点溶接方式は、局部的な発熱によって接合部を互いに融着させるものである。

図１に示すように、その方式は、溶接対象である金属板の接合部を部分的に重ね、互いに対向する二つの溶接装置からワイヤーを通じて溶接対象である金属板に大電流が流すようにするものである。しかし、このような従来の技術では、ワイヤーを案内する二つのリール２１０、２２０の間に強い張力が存在しない場合、ワイヤーが緩まって解けることが発生する。そして、その部分のワイヤーが金属板に直接接触することになり、電流が金属板の所定の場所に供給されずに溶接が施工される。そうすると溶接が正確に行われない。また、ワイヤーがはずれたりした場合、非通電部である支持部材が板に接触して、故障が発生するとの問題がある。
大韓民国特許第３３７５０２号

本発明の目的は、前記問題を解決するためのものであり、ワイヤーの案内を円滑にすると共に、ワイヤーの切断を感知し、ワイヤーの摩耗程度による交換時期を感知する、改善されたリールワイヤー方式の溶接装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による溶接装置は、自動車の点溶接に用いられるリールワイヤー方式の溶接装置であって、前記溶接装置は、被対象物と接する作用領域で、前記ワイヤーを支持して案内するために、前記溶接装置の先端部に回転可能に設置される第１案内部、そして前記ワイヤーの上部及び／または下部を支持して案内するために、前記第１案内部の後方に設置される少なくとも一つの第２案内部を含むことを特徴とする。

また、本発明による溶接装置は、前記ワイヤーの切断状態を感知するために設置される少なくとも二つの光センサーをさらに含むことが好ましい。

そして、本発明による溶接装置は、前記ワイヤーの摩耗状態を感知することができるように、弾性スプリング及び可変抵抗素子を含み、前記ワイヤーの摩耗による前記弾性スプリングの位置の変動による前記可変抵抗素子の抵抗値の変化によって、前記ワイヤーの摩耗程度を感知する位置感知センサーをさらに含むことが好ましい。

本発明によれば、ワイヤーの離脱や脱線を防止するので、自動車の点溶接作業を効率的に行うことができる。
また、ワイヤーの切断及び摩耗程度を自動的に感知して、溶接不良の原因を適切に認識させるので、工程の流れを円滑で経済的にする効果がある。

以下、本発明の実施例を添付図によって詳述する。

図２は、本発明によるリールワイヤー方式の溶接装置１０の斜視図である。
図２に示すように、実施例１による溶接装置１０は、メイン部（図示されていない）から一体に延びた本体２０と、本体２０の先端から円筒状に延びたアダプター２２と、アダプターの先端から延びた支持部材２４とを含む。ワイヤー２００は、図面の矢印方向に供給されて、図示されていないリールによって巻き取られる。以上の構造は、従来の技術の構造と実質的に同一である。

溶接装置１０は、支持部材２４の先端に形成され、案内部の役割をするローラ２６と、本体２０の上部側面と下部側面に配置された二組の案内部を有する。具体的には、第１の案内部３０（以下、“前方案内部”という）と、前記本体２０の側面後方に配置された第２の案内部３１（以下、“後方案内部”という）である。

前方案内部３０は、本体２０の図面上の上下部に設けられた２つのローラ３００で形成される。同様に、後方案内部３１は、本体２０の図面上の上下部に設けられた２つのローラ３０１で形成される。このような配置は、ワイヤーを各々上方向及び下方向に押しながら交差して案内することになるから、ワイヤーの張力をより大きく一定に維持することができる点で有利である。

前方案内部３０各々は、二つの対向プレート３２と、対向プレート３２の上部に嵌合された回転ピン３４と、回転ピン３４の周囲に回転可能に嵌合されたローラ３００とからなる。後方案内部３１各々は、二つの対向プレート３３と、対向プレート３３の上部に嵌合された回転ピン３５と、回転ピン３５の周囲に回転可能に嵌合されたローラ３０１とからなる。ただし、対向プレート３３の高さは、対向プレート３２の高さより高い。
ローラ２６は、回転ピン２７を通じて支持部材２４の先端に回転可能に結合される。ローラ２６は、前、後方案内部３０、３１に形成されたローラ３００、３０１の構造と同一である。

図３は、支持部材２４の先端部の平面図である。図３に示すように、中央部を囲んでガイド溝２８が形成されている。ガイド溝２８はワイヤー２００を支持して案内するためのものである。
このような本発明のワイヤー案内装置によれば、ワイヤーがローラ２６を旋回地点とみなして、案内部３０、３１によって上下方向に支持される。そして、ワイヤーがローラに巻き取られながら供給されるので、従来のようなワイヤーの脱落現象を防ぐことができ、ワイヤーの離脱現象による溶接不良及び支持部材障害の問題を解消することができる。また、ローラ２６によって、摩擦によるワイヤーの損傷が防止され、溶接時に発生する熱を分散させることができる長所がある。

次に、ワイヤー切断感知機構は、前、後方案内部３０、３１の間で本体２０に設置された二つの光センサー４０からなる。
図２に示すように、光センサー４０は、一対が対向して設置されている。光センサー４０は、発光部と、受光部と、伝送部とからなり、圧延コントローラー（図示されていない）に電気的に連結されている。光センサー４０の発光部及び受光部は、ワイヤー２００と互いに対向することによって、光信号を送信したり受信したりすることができる位置に配置される。

このような光センサー４０は公知であり、任意のものを採用してもよいから、その詳細な構造に対する説明は省略する。光センサー４０の発光部から発光した光がワイヤー２００によって反射されず、受光部が光を感知することができない場合に、前記コントローラーは、ワイヤーの予備切断状態と判断する。しかし、受光部による不感知は、光の減衰や散乱などの理由によって偶然に発生することもある。従って、不感知の誤差を避けるために、もう一方の光センサー４０の受光部からの伝送信号と対比を行ない、所定の大きさ以上に信号がない場合や、受光部からの送信信号が全くない場合だけを、ワイヤーの切断状態と判断するのが好ましい。

図４は、ワイヤーの摩耗を検知する摩耗感知機構の設置箇所を示した斜視図である。図４に示すように、摩耗感知機構は、案内部３１の二つのプレート３３の間に設置された位置感知センサー５０を含んで構成される。摩耗感知機構の設置位置は全体で一カ所でも差支えない。

図５は、摩耗感知機構の断面図である。図５に示すように、位置感知センサー５０の構造は次の通りである。位置感知センサー５０は、上部ケース５２に内蔵された可変抵抗素子５６、そして弾性スプリング５８を含む。弾性スプリング５８は、上部ケース５２の下面を支持するものである。このような位置感知センサー５０は、本体２０上の高さによって、可変抵抗素子５６からの出力抵抗値が異なるように構成される。これは当業界では公知であるので、より詳細な記載は省略する。上部ケースは、信号線（図示されていない）を通じて圧延コントローラーに電気的に連結されている。上部ケース５２上のローラの上面は、設定された間隙（ｄ）をおいてローラ３０１と対向し、間隙（ｄ）を通じてワイヤー２００が案内される。

ワイヤー２００が摩耗されるほど間隔（ｄ）が狭くなり、これにより弾性スプリング５８は、次第に上向きに移動し始める。従って、位置感知センサー５０も上向きに移動するから、可変抵抗素子５６の出力抵抗値がリアルタイムで変わる。圧延コントローラーは、抵抗を含む回路の電流値が事前に設定された値（例えば初期値の５０％）以下に低下する場合に、ワイヤー２００の摩耗程度が限界値に達したと判断して、例えばディスプレイや警告灯を通じて作業者にこの事実を知らせる。

位置感知センサー５０は、ワイヤー２００を下面で支持する役割を果たす点で、ローラ３０１と共にワイヤーの張力を維持する機能も有する。ワイヤー摩耗感知機構のうちの可変抵抗素子は、例えば圧電素子で代替することもできる。また、電気センサー方式ではなく、ワイヤーの厚さを撮像して読み取るディスプレイ方式で代替することもできるなど、様々な変更が可能である。
本発明は、ワイヤーの案内を円滑にして、ワイヤーの切断及びワイヤーの摩耗程度による交換時期を感知するという技術であり様々な変形が可能である。
つまり、案内部の位置、設置個数や具体的な形状、光センサーの設置箇所、位置感知センサーの内部構造などは、本実施例に拘束されるものではない。

本発明は、リールワイヤー式の溶接機に適用することができる。

従来の技術による溶接装置の構成図である。本発明による溶接装置の全体斜視図である。（実施例１）本発明による溶接装置の先端部の平面図である。（実施例１）摩耗感知機構に設けられた位置感知センサーの設置箇所を示す斜視図である。（実施例１）摩耗感知機構に設けられた位置感知センサーの周辺を示した断面図である。（実施例１）

符号の説明

１０リールワイヤー方式の溶接装置
２０本体
２２アダプター
２４支持部材
２６ローラ
２７回転ピン
２８ガイド溝
３０第１の案内部（前方案内部）
３１第２の案内部（後方案内部）
３２対向プレート
３３対向プレート
３４回転ピン
３５回転ピン
４０光センサー
５０位置感知センサー
５２上部ケース
５６可変抵抗素子
５８弾性スプリング
１００作用部
１１０本体
１１１支持部材
２００ワイヤー
２１０第１リール
２２０第２リール
３００ローラ
３０１ローラ
ｄ間隙

Claims

自動車の点溶接に用いられるリールワイヤー方式の溶接装置であって、前記溶接装置は、
被対象物と接する作用領域で、前記ワイヤーを支持して案内するために、前記溶接装置の先端部に回転可能に設置される第１案内部、そして
前記ワイヤーの上部及び／または下部を支持して案内するために、前記第１案内部の後方に設置される少なくとも一つの第２案内部を含むことを特徴とする溶接装置。
前記ワイヤーの切断状態を感知するために設置される少なくとも二つの光センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
前記ワイヤーの摩耗状態を感知することができるように、弾性スプリング及び可変抵抗素子を含み、前記ワイヤーの摩耗による前記弾性スプリングの位置の変動による前記可変抵抗素子の抵抗値の変化によって、前記ワイヤーの摩耗程度を感知する位置感知センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の溶接装置。
前記ワイヤーの摩耗状態を感知することができるように、弾性スプリング及び可変抵抗素子を含み、前記ワイヤーの摩耗による前記弾性スプリングの位置の変動による前記可変抵抗素子の抵抗値の変化によって、前記ワイヤーの摩耗程度を感知する位置感知センサーをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の溶接装置。